福建省南平市武夷山第二中学高二物理下学期期末试题含解析

福建省南平市武夷山第二中学高二物理下学期期末试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.如图在光滑的轨道上，小球滑下经过圆弧部分的最高点时，恰好不脱离轨道，此时小球受到的作用力是（

）

A.重力、弹力和向心力

B.重力和弹力

C.重力和向心力

D.重力参考答案：ABC2.（单选）如图所示，空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，正方形abcd为其边界。一束带负电荷的粒子流沿垂直于磁场方向从O点入射，入射方向与边界ad垂直。粒子的电荷量、质量均相同，但速率不同。不计重力。下列说法正确的是

A．从ad边射出的粒子在磁场中的运动时间一定不同B．从ab边射出的粒子在磁场中的运动时间一定相等C．从bc边射出的粒子在磁场中的运动时间一定相等D．从bc边射出的粒子比从ab边射出的粒子在磁场中的运动时间更短参考答案：D3.对电现象及规律的认识中，下列说法中正确是A．丝绸和玻璃棒摩擦后，玻璃棒所带电荷为负电荷B．真空中两个点电荷电荷量均变为原来的2倍，距离保持不变，则它们之间的作用力变为原来的4倍C．真空中两个点电荷间距离变为原来的2倍，电荷量均不变，则它们之间的作用力变为原来的一半D．电场线是电场中实际存在的曲线参考答案：B4.下列说法正确的是（

）A.物体的动量发生变化，则物体的动能一定变化B.物体的动能发生变化，则物体的动量一定变化C.合外力对系统做功为零，则系统的动量一定守恒D.系统所受合外力为零，则系统的动量不一定守恒参考答案：B【分析】动量是矢量，动能是标量．系统所受合外力为零，则系统的动量一定守恒．【详解】A.动量是矢量，动量发生变化可以是大小不变，方向变化，此时物体的动能不变，A错误；B.动能发生变化说明物体速度的大小发生变化，动量一定改变，B正确；C.合外力对系统做功为零，则系统的动能一定不变，但速度方向可能改变，动量可能改变，C错误；D.系统所受合外力为零，动量一定守恒，D错误。【点睛】解决本题的关键要明确动量与动能的区别，掌握动量守恒的条件：系统所受合外力为零．可借助于动量定理来理解．5.如图所示，两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形线框abc的ab边与磁场边界平行，现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方向与ab边垂直．则下列各图中哪一个可以定性地表示线框在上述过程中感应电流随时间变化的规律？（）A． B． C． D．参考答案：D【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律．【分析】首先根据右手定则判断边ab刚进入磁场时回路中感应电流方向，排除部分答案，然后根据进入磁场中有效切割长度的变化，求出感应电流的变化，从而得出正确结果．【解答】解：开始时进入磁场切割磁感线，根据右手定则可知，电流方向为逆时针，当开始出磁场时，回路中磁通量减小，产生的感应电流为顺时针；不论进入磁场，还是出磁场时，由于切割的有效长度变小，导致产生感应电流大小变小，故ABC错误，D正确；故选：D．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.用升压变压器可以实现高压输电，以减少远距离输电过程中的电能损失。为了达到升压的目的，升压变压器的原线圈匝数应

（选填“少于”或“多于”）副线圈匝数。电容器是储存

的装置。首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是

。参考答案：少于，电荷，奥斯特7.如图所示，变压器原线圈应该与

相连，副线圈与

相连（选填“负载”、“电源”）．如果原线圈两端的电压为220V，匝数为110匝，副线圈的匝数为22匝，则副线圈两端的电压是

V．参考答案：电源

负载

44V【考点】变压器的构造和原理．【分析】原线圈应该与电源相连，副线圈与负载相连，根据变压器工作原理求解副线圈两端的电压【解答】解：变压器原线圈应该与电源相连，副线圈与负载相连，根据得：故答案为：电源

负载

44V8.金属杆ABC处于磁感强度B=0.1T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里(如图所示)．已知AB=BC=20cm，当金属杆在图中标明的速度方向运动时，测得A、C两点间的电势差是3.0V，则可知移动速度v=___

m/s，其中A、B两点间的电势差UAB=__

__V．参考答案：100

2BC段切割磁感线的有效长度是，对AC由得；对AB由得9.用200N的拉力将地面上的一个质量为10kg的物体提升10m（取g＝10m/s2，不计空气阻力）。物体被提高后具有的重力势能是__________J（以地面为零势能参考面）；物体被提高后具有的动能是__________J。参考答案：1000

100010.（3分）1801年英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功地观察到了光的干涉现象。他用单色光照射屏上的一个小孔，是为了获得一个点光源；由小孔射出来的光再射到两个小孔上，是为了获得

。参考答案：相干光源（或表示出相同的意思均可给分）11.如图，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，额定功率为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则电源电压U0为__________，电源的输出功率P0为__________。

参考答案：4U 4P12.一条小船停泊在海岸边，有人测量在1min内小船上下颠簸12次，海浪传播速度约为v＝4m/s，由此可知海浪的波长约是_____m。参考答案：20m

13.（3分）如图所示，空间存在垂直于纸面的均匀磁场，在半径为a的圆形区域内、外磁场的方向相反，磁感应强度的大小均为B。一半径为b、电阻为R的圆形导线环放置在纸面内，其圆心与圆形区域的中心重合。在内、外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中，通过导线环横截面的电荷量q=________。(b＞＞a)参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（9分）在《探究单摆周期与摆长的关系》实验中,要注意以下几点(1)摆的振幅不要太大.这是因为单摆只有当摆的振幅不大时,才能认为摆的振动是___________运动.(2)摆线要尽量选择__________、____________,并尽可能_____(填“长”、“短”)一些(3)摆球要尽量选择质量_____(填“大”、“小”)、体积小些的。(4)测量摆的振动周期时,在_________(填“摆球到达最高点”、“摆球经过平衡位置”)作为计时的开始与终止更好些。参考答案：(1)简谐（2分）(2)细一些、伸缩性小些，长（3分）（3）大（2分）（4）摆球经过平衡位置（2分）15.很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全，轿车在发生一定强度的碰撞时，利叠氮化纳（NaN3）爆炸产生气体（假设都是N2）充入气囊．若氮气充入后安全气囊的容积V=56L，囊中氮气密度ρ=2.5kg/m3，已知氮气的摩尔质最M=0.028kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，试估算：（1）囊中氮气分子的总个数N；（2）囊中氮气分子间的平均距离．参考答案：解：（1）设N2的物质的量为n，则n=氮气的分子总数N=NA代入数据得N=3×1024．（2）气体分子间距较大，因此建立每个分子占据一个立方体，则分子间的平均距离，即为立方体的边长，所以一个气体的分子体积为：而设边长为a，则有a3=V0解得：分子平均间距为a=3×10﹣9m答：（1）囊中氮气分子的总个数3×1024；（2）囊中氮气分子间的平均距离3×10﹣9m．【考点】阿伏加德罗常数．【分析】先求出N2的物质量，再根据阿伏加德罗常数求出分子的总个数．根据总体积与分子个数，从而求出一个分子的体积，建立每个分子占据一个立方体，则分子间的平均距离，即为立方体的边长，四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，宽度为L＝0.20m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.50T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好，导体棒的电阻r=1.0Ω，导轨的电阻均忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v=10m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求：（1）在闭合回路中产生的感应电流的大小；（2）作用在导体棒上的拉力的大小；（3）当导体棒移动3m时撤去拉力，求整个过程中回路中产生的热量．参考答案：（1）0.5A（2）0.05N（3）0.65J【详解】（1）导体棒产生的感应电动势为

E=BLv=1.0V

感应电流为（2）导体棒匀速运动，安培力与拉力平衡

即有

F=F安=BIL=0.05N

（3）导体棒移动3m的时间为根据焦耳定律，Q1=I2R

t=0.15J

撤去F后，导体棒做减速运动，其动能转化为内能，则根据能量守恒，有

Q2=mv2=0.5J

故电阻R上产生的总热量为

Q=Q1+Q2=0.65J17.如图所示，在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向外的匀强磁场，一质量为m，带电量为+q的粒子（重力不计）经过电场中坐标为（3L，L）的P点时的速度大小为V0．方向沿x轴负方向，然后以与x轴负方向成45°角进入磁场，最后从坐标原点O射出磁场求：（1）匀强电场的场强E的大小；（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（3）粒子从P点运动到原点O所用的时间．参考答案：解：粒子在电场中经过点P后，做类平抛运动，进入磁场中做匀速圆周运动，从O点射出，则其运动轨迹如图所示．（1）设粒子在O点时的速度大小为v，OQ段为圆周，PQ段为抛物线．根据对称性可知，粒子在Q点时的速度大小也为v，方向与x轴正方向成45°角，可得：V0=vcos45°

解得：v=v0在粒子从P运动到Q的过程中，由动能定理得：﹣qE0L=解得：E0=（2）在匀强电场由P到Q的过程中，水平方向的位移为x=v0t1竖直方向的位移为可得XQP=2L，OQ=L由OQ=2Rcos45°故粒子在QO段圆周运动的半径：R=L及得．（3）在Q点时，vy=v0tan45°=v0设粒子从P到Q所用时间为t1，在竖直方向上有：t1=粒子从Q点运动到O所用的时间为：t2==则粒子从O点运动到P点所用的时间为：t总=t1+t2=答：（1）匀强电场的场强E的大小为；（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小为；（3）粒子从P点运动到原点O所用的时间．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动；带电粒子在混合场中的运动．【分析】（1）当粒子从P点垂直进入电场后，做类平抛运动，再以与x轴成45°垂直进入匀强磁场后，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，接着从原点射出．由粒子在电场P点的速度可求出刚进入磁场的速度，再由动能定理可得电场强度．（2）从而由类平抛运动与圆周运动结合几何关系可求出圆弧对应的半径，因此可算出磁感应强度．（3）同时由周期公式及运动学公式可求出粒子从P点到O点的时间．18.（20分）薄凸透镜放在空气中时，两侧焦点与透镜中心的距离相等。如果此薄透镜两侧的介质不同，其折射率分别为和，则透镜两侧各有一个焦点（设为和），但、和透镜中心的距离不相等，其值分别为和。现有一个薄凸透镜，已知此凸透镜对平行光束起会聚作用，在其左右两侧介质的折射率及焦点的位置如图所示。1．试求出此时物距，像距，焦距、四者之间的关系式。2．若有一傍轴光线射向透镜中心，已知它与透镜主轴的夹角为，则与之相应的出射线与主轴的夹角多大？3．，，，四者之间有何关系？参考答案：解析：利用焦点的性质，用作图法可求得小物的像，如下图所示。

1.用和分别表示物和像的大小，则由图中的几何关系可得

（1）简化后即得物像距公式，即，，，之间的关系式

（2）2.薄透镜中心附近可视为筹薄平行板，入射光线经过两次折射后射出，放大后的光路如图复解19-5-2所示。图中为入射角，为与之相应的出射角，为平行板中的光线与法线的夹角。设透镜的折射率为，则由折射定律得

（3）对傍轴光线，、≤1，得，，因而得